2009-02-06
AUDYT ENERGETYCZNY W BUDOWNICTWIE
Wymienniki ciepła
Dr in\
. Tomasz Odlanicki-Poczobut
Węzły ciepła
bezpośrednie
hydroelewatorowe
zmieszania pompowego
przeponowe (bez wymiany masy)
indywidualne
grupowe
jednofunkcyjne
wielofunkcyjne
równoległe
szeregowe
szeregowo-równoległe
1
2009-02-06
Węzły ciepła
Pośrednie (przeponowe bez wymiany masy)
p ins
p s
Bezpośrednie
Hydroelewatorowe
p s
p ins
Zmieszania pompowego
p s
p ins p ins
p s
Węzły ciepła
hydroelewatorowe
zasilanie instalacji
z sieci cieplnej
Tz
powrót z instalacji
Tzas co
G cpTz + G cpTp = G cpTzas co
Tpow sc
H, L
2
2009-02-06
Węzły ciepła
hydroelewatorowe
- ciśnienie w sieci mniejsze maks. w instalacji CO wynikające z
wysokości instalacji np. 0,6 MPa,
- opory przepływu w instalacji nie ni\
15-20 kPa,
-maksymalna moc 0,5 MW,
zmieszania pompowego
- przy małej ró\
nicy ciśnienia dyspozycyjnego pomiędzy siecią
a instalacją CO,
Wykres piezometryczny
H,
m
"H, m
ciśnienie hydrostatyczne
H, L
3
2009-02-06
Węzły przeponowe
Węzły ciepła
układ
transformacji
regulacyjny
pomiarowy
ochronny
inny
Sieć
4
2009-02-06
Dwufunkcyjny np. CO i CWU
Przykładowe parametry
ciśnienie dyspozycyjne
ciśnienie sieci
moc
ciśnienie instalacji
przepływ
max. temperatura
temp. powrotu i zasilania
5
2009-02-06
Przykładowe układy węzłów
CWU
CWU
CO
szeregowy
CO
równoległy
Przykładowe układy węzłów
CWU
Równoległy
WENT
-cwu,
-wentylacja,
-co
CO
6
2009-02-06
Przykładowe układy węzłów
Układ jednostopniowy
II stopień
Układ dwustopniowy
I stopień
Przykładowe układy węzłów
Układ bezpośredni
Układ z zasobnikiem
7
2009-02-06
Regulacja mocy cieplnej
Problem przekraczania mocy
zamówionej mocy cieplnej
Q MW
G W=
cw * (twz-twp)
twz
twp
tot
8
2009-02-06
Węzły mieszkaniowe
Zalety
-decentralne przygotowanie c.w.u. - brak cyrkulacji cwu
- mała pojemność wodna cwu - eliminacja konieczności przeprowadzania okresowych
przegrzewów instalacji c.w.u.
- jednoznaczne rozliczenie na podstawie jednego licznika ciepła i wodomierza
- indywidualne mo\
liwości sterowania centralnym ogrzewaniem dzięki programatorowi
temp.
- mo\
liwość realizowania funkcji c.o. przez cały rok
- zapewnienie optymalnej temperatury c.w.u.
- szybkie i łatwe odcięcie mediów
Stacje mieszkaniowe
funkcja CWU
funkcja CO
9
2009-02-06
Jednoczesność pracy
Ilość urządzeń w budynku
10
2009-02-06
Zbiorniki buforowe
Problem małych instalacji poni\
ej 25 mieszkań
Istnieje konieczność zastosowania zbiornika buforowego wody grzewczej. Konieczność ta
wynika
ze zbyt małej pojemności części zasilającej instalacji c.o.
Dla instalacji powy\
ej 300 dm3 to zbiornik buforowy nie jest wymagany.
Zbiorniki buforowe
11
2009-02-06
Wymienniki ciepła
Wymienniki:
Wymienniki:
- płytowe
bez zmiany fazy
- rurowe
ze zmiana fazy (parowniki, skraplacze)
Wymienniki:
współprądowe
przeciwprądowe
krzy\
oprądowe
Wymienniki płaszczowo-rurowe
Zastosowanie:
woda-woda
para  woda
stal 1H 18 N 9T (odporna na korozję )
ciśnienie znamionowe do 1,6 MPa
T max = do 150�C
Rurki ł8x0,6 mm
monta\
pionowy
Wydajność masowa
4500-10000 W/kg
12
2009-02-06
Wymienniki płaszczowe-rurowe
Parametry konstrukcyjne
" Powierzchnia wymiany ciepła:
" Objętość str. rurek:
" Objętość str. płaszcza:
" Waga z przyłączami:
POWIERZCHNIA WYMIANY CIEPA
A: 5,7 m�,
rura gładka 8mm
Ilość rurek - 36
OBJ
TOŚĆ STR. RUREK: 11,4 l
OBJ
TOŚĆ STR. PA
ASZCZA: 12,8 l
WAGA Z PRZYA

CZAMI GWINTOWANYMI: 36,5 kg
WAGA Z PRZYA

CZAMI KOA
NIERZOWYMI: 49,5 kg
Wymienniki płytowe
Materiał na płyty:
stalowe
\
eliwne
Wydajność masowa
aluminiowe
20 000- 30 000 W/kg
miedziane
niklowe
tytanowe
zmniejszona waga i wymiary wz. wymienników rurowych (nawet do
60%)
du\
e wartości wsp. wnikania k = 2000-10000 W/m2K
"Tmin = 1-2 K
13
2009-02-06
Wymienniki płytowe
Optymalizacja wymienników ciepła:
strumienie czynników,
-temperatury wlotowe i wylotowe czynników,
-pojemności cieplne właściwe,
-charakterystyki nakładów inwestycyjne na wymienniki,
-dane konstrukcyjne,
T
"Tmin "Tmin = 1-3 K
I
14
2009-02-06
Dobór wymienników ciepła:
Współczynnik warunków eksploatacyjnych. Współczynnik charakteryzujący opór cieplny
ścianki, zale\
ny od warunków eksploatacyjnych dla c.o.. (cetralne ogrzewanie), c.w.. (ciepła
woda u\
ytkowa)
Wymagana moc cieplna Q. np.. 10 kW do 1000 kW.
Dopuszczalny opór przepływu wody grzejnej Dp1. np.. w granicach od o1 kPa do 70 kPa.
Dopuszczalny opór przepływu wody ogrzewanej Dp2. np.. od o1 kPa do 40 kPa.
Przepływ G1. Wymagany przepływ wody grzejnej G1
T22
T11
Temperatura wejściowa wody grzejnej T11.
Temperatura wejściowa wody ogrzewanej T21.
Temperatura wyjściowa wody ogrzewanej T22.
Gg * cp * (T11-T12) = Go * cp *
(T22-T21) = Q wym
T21
Q wym = A * U * "Tm T12
Dobór wymienników ciepła:
Stosuje się równie\
wzory empiryczne
Współczynnik wnikania ciepła U dla typowych wymienników
gaz  gaz 25 W/m2K
gaz  woda 50 W/m2K
woda  woda 1000 W/m2K
para (przemiana fazowa)  woda 2500 W/m2K
15
2009-02-06
Charakterystyka cieplna wymiennika
Charakterystyka hydrauliczna wymiennika
Stosuje się równie\
wzory empiryczne
16
2009-02-06
Charakterystyka hydrauliczna wymiennika
Moc kW 124,00
Medium woda woda
Wlot Wylot Wlot Wylot
Pozycje przyłączy H1(H4) H4(F4) H3(F3) H2(H3)
Przepływ masowy kg/h 1630,99 5329,51
Przepływ objętościowy mł/h 1,70 5,45
Temperatura �C 130,00 65,00 60,00 80,00
Ciepło właściwe czynnika kJ/kg�K 4,21 4,19
Gęstość czynnika kg/mł 960,76 978,15
Przewodność cieplna W/m�K 0,68 0,66
H2
Lepkość dynamiczna cP 0,29 0,40
Ró\
nica temp. (log.) K 19,54
Fouling-factor [10E-4] m��K/W 0,00 0,00
Powierzchnia wymiany ciepła m� 0,98 F3
H1
Przewymiarowanie % 20,04
F4
Liczba kanałów 1x14 1x15
Spadek ciśnienia kPa 4,14 18,94
Liczba płyt (całkowita) 30
Rozmiar przyłączy G1 G1
1
H3
1
H4
Materiał płyt 1.4401 / AISI 316
Lutowane copper
Waga pustego wymiennika kg 5,60
Ciśn.obliczeniowe / Ciśn. próby bar 30/45 30/45
Temperatura min./max. �C -50/195
H 337 mm h 281 mm G1
B 124 mm b 69 mm G1
L 96 mm f 19,5 mm
g 19,5 mm
17